JPS62227514A - 圧延機のリ−ルモ−タ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可逆圧延機等の圧延機におけるリールモータの
制御方法に関するものである。

〔従来技術〕

可逆圧延機は通常その前、後、換言すれば被圧延材の入
側、出側夫々にリールを配設し、一方のリールから被圧
延材を巻き戻し、圧延機を通して他方のリールに巻き取
りながら圧延し、被圧延材を圧延し終えると、逆に前記
他方のリールから被圧延材を巻き戻し、圧延機を通して
前記一方のリールに巻き取りながら圧延する過程を複数
回可逆的に反復して被圧延材を所定の板厚に仕上げるよ
うになっている。この種の圧延機における板厚制御は通
常圧延機のロールギャップ関節、或いはリール張力の調
節にて行われているが、板厚が薄くなると張力の調節を
用いることが多い。次にこの張力調節について説明する
とリール駆動モータによる被圧延材に対する張力調節は
一般にリールモータの回転速度の変更によって行われる
。具体的にはリールに巻かれているコイルの径変化によ
る周速変化に対処すべくリールモータの界磁をコイル径
と比例するよう調節しておけば、リールモータのトルク
とり一ルモータ電流とは比例関係にあることを利用して
電流が一定となるよう電圧を調節することにより、被圧
延材に対する張力を一定にする、所謂電流制御が行われ
る。

ところが従来におけるこのような制御方法では例えば５
バス程度で被圧延材を仕上げる場合１〜４バス目までに
おいては板厚制御に格別の不都合を生じないにもかかわ
らず、５バス目では極めて大きな板厚のばらつきが発生
するという不都合があった。

この対策として、従来にあっては第５バス目における上
述した如き板厚のばらつきはリールモータの界磁制御が
不安定になることに依るとの考えのちとに、旧来行なわ
れている被圧延材の速度とリールモータのＥＭＦ　（モ
ータ電圧−電機子電流×電機子回路抵抗）とが一定とな
るよう界磁強さを調節すればリールのコイル径と界磁の
強さとを比例関係に維持し得るという界磁制御方法に代
えて、コイル径は別途に逐一検出し、これと比例するよ
う界磁制御を行う方法が提案されている（特開昭５７−
１２７５１４号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし本発明者の実験、研究に依れば、上記した旧来の
界磁制御でも界磁のばらつきは殆ど認められず、また上
述した改善策に依った場合も同じ圧延機により板厚２．
Ｏｍ、板幅８００鶴の被圧延材を５パスでＱ、２ｍｓ以
下に圧延したときは第５バス目にてｌθ％程度の頻度で
板厚のばらつきが発生し、板厚のばらつきを十分に解消
し得ないことが解った。そこで板厚変動の原因を追求す
べく行った本発明者の実験によれば第３バス（出側板厚
０．４６鶴）及び第５パス（出側板厚０．１７〜０．２
０ｆｉ）で被圧延材の入側のリールモータの電流を圧延
中に変更し、その時の張力変化（ΔＴ二トン）と、圧延
機の出側板厚変化（Δｈ：μｌＩ）とを検出しその関係
を調査したところ、第３バスにおいてはΔｈ／ΔＴ−３
３μ＋１／トン、また第５パスでは、Δｈ／ΔＴ−１０
７μｌＩ／トン、特に第５パスで板厚のばらつきが発生
したときはΔｈ／ΔＴ＝１４０　ｕｒｎ　／　トン−に
達し、第３バスよりも第５パスにおいて板厚がより張力
に対して敏感であり、これが板厚不安定を招く大きな原
因となっていることを知見した。

この板厚不安定を招く運出は概路次のように考えられる
。即ち、リールモータ電流に依る板厚制御においては電
流変更時の板厚変化量が大きくなって、板厚制御全体の
ループゲインが高くなったのと等価になり、板厚制御が
不安定となってハンチングを引き起こし、板厚がばらつ
くと推測される。

本発明はかかる知見に基づきなされたものであって、そ
の目的とするところはパス番号の如何にかかわらず、板
厚のばらつきを効果的に卯制し得るようにした圧延機の
り一ルモータ制御方法を提供するにある。

〔原理〕

前述した如く、第５パスにおいてハンチングが発生する
主要な原因は張力の変化に対する過大な板厚変化の発生
にあると考えられる。ところで圧延の他の変数は定常状
態にあるものとして、張力が変化して板厚が変化するこ
とは、リールモータの電流制御のもとではリールモータ
回転数が変化するはずであり、これに応じてリールモー
タ電圧も変化していることを意味するから、第５パス時
におけるリールモータ電圧の変化は第３バス時よりも当
然大きくなっていると推測される。

従って、逆に板厚の変化を抑制するには、上記したリー
ルモータ電圧の変化、換言すればリールモータ回転数変
化を抑制すれば張力変化に伴う板厚変化を抑制し得るこ
ととなる。ところでこのリールモータ回転数の変化は圧
延機の圧延速度、即ち圧延機のロール周速奇基準として
見れば良いから、リールモータの逆起電圧又は電圧と圧
延機の圧延速度との間の比例関係の乱れを検出すればわ
かることになる。圧延機の圧延速度は圧延機のロール周
速であり、ワークロール駆動、バックアンプロール駆動
などのロール駆動方式にかかわらずロール駆動モータ、
即ちミルモータの回転数によって決まる値であるから、
結局リールモータの逆起電圧又は電圧とミルモータの回
転数との比例関係をチェックし、比例関係からの誤差に
応じてリールモータの電機子電流値を調節すれば、結果
的にリールモータ回転数と圧延機の圧延速度との比例関
係が改善されることになり、板厚の変化を抑制できるこ
とになる。

以下に数式を用いて説明を加える。（ｌ）式は入側リー
ルモータの回転数Ｎを表す式である。

Ｖ−ＩａＲ 但し、Ｖ　：リールモータ電圧 Ｉａ　：電機子電流 Ｒ：電機子回路抵抗 Ｉｆ　：界磁電流 Ｖ−１ａＲ：逆起電圧 にφ：係数 リールモータの電流制御方式においては、ｌｌ流、を一
定、換言すればトルクを一定とするためにリールモータ
電圧を変更するが、その時は＋１）式の電圧Ｖが変化し
て、回転数Ｎが変化し、これに伴って張力、ひいては板
厚が変化することとなる。

なお、界磁電流Ｉ、はリールのコイル径に比例するよう
調節し、コイル径の変化の如何にかかわらず、コイルの
周速度が一定となるように維持される。

ところでＴｌ１式において、Ｖ−ＩａＲは逆起電圧Ｅｍ
ｆ　（Ｅｍｆ＝Ｖ−１ａ　Ｒ−（２１）と称されるがこ
の逆起電圧Ｅｔａｆと圧延速度ｖｓとが下記（３）式で
示す如く比例関係を保ようにリールモータ電流制御の目
標値を変更し、リールモータ電圧を２調節すれば板厚の
ばらつきのない安定した圧延を行うことができることと
なる。

ＥＩＩｌｆｏｃ　ｙ　ｓ、・・（３） なお、（２）式におけるＩａＲは電機子回路の電圧ドロ
ップであり、リールモータ電圧Ｖに比較して小さい値で
あるから、逆起電圧Ｅｍｆに代えてリールモータ電圧Ｖ
を用いても実質的な影響はなく、下記（４）式が成立す
るようリールモータ電流の目標値を変えることとしても
よい。

ｖｏｃｖｓ　　　　・・・（４） 即ち、具体的には＋５）、　Ｔａ２式で示す如く逆起電
圧Ｅｍｆ、又はリールモータ電圧Ｖと圧延速度ｖｇとの
差を求めてその偏差Ｅｅ　ｌ　　Ｅｖを解消すべくリー
ルモータ電流の目標値を変更すればよいこととなる。

Ｅｅ＝Ｅｍｆ−ｋｖ５　−（５１ Ｅｖ　”　Ｖ　　ｋ　Ｖｓ−・・＜６１但し、Ｋは圧延
速度から電圧への換算係数〔実施例〕 以下本発明方法を図面に基づき具体的に説・明する。第
１図は本発明方法の実施状態を示す模式図であり、図中
１は可逆圧延機、２は被圧延材、３はミルモータ、４．
５はリールを示している。図面では被圧延材２が白抜矢
符で示す如く右行にゆく右行圧延の場合を示しであるが
、次のパスでは左行圧延が行われることとなる。

圧延機１はワークロールｌａ、ｌｂ　、バックアップロ
ールｌｃ、　Ｉｄの４段構造に構・成されており、その
入側、出側に配設した厚み計６．７の検出値を取り込ん
でフィードフォワード制御およびフィードバック制御を
行う板厚制御装置３４から制御出力を油圧圧下装置３５
、或いは電流制御装置１４へ出力して被圧延材２の板厚
を制御する、所謂ＡＧＣ（自動板厚制御）を行うように
なっている。被圧延材２は圧延機１の前側のり−ル４か
ら繰り出され、デフレフクロール８を経て、圧延機１に
通されて圧延された後、デフレフクロール９を経てリー
ル５に巻き取られるようになっており、この間圧延機・
ｌで圧下による板厚制課、或いは圧延ｆｉｔとリール４
．５との間で張力による板厚割筒を施されるようになっ
ている。

そしてこのような被圧延材２の圧延過程で、圧延機ｌの
ミルモータ３の回転数をこれに付設した検出器３３から
偏差演算装置３１に取り込むと共に、リール４のモータ
１１からは電機子電流とモータ電圧を読み込み、既述し
た（５）又は（６）式に従っ、て偏差分Ｅ１３％又はＥ
ｖを算出し、これをゲイン調整装置３２へ出力する。ゲ
イン調整装置３２は入力された偏差Ｅｅ又はＥｖに対し
てゲインを乗じ、その値を電流目標補正信号Δ■として
被圧延材２の入側のリールモータ電流制御装置１４へ出
力する。リールモータ電流制御装置１４は現に設定され
ているリールモータの電流目標値■ｏ、電流目標補正信
号ΔＩ、モータ１１の電機子電流検出装置から入力され
る電機子電流Ｔａ、更には板厚制御装置３４から入力さ
れる制御信号に基づいて電流制御を行うためのモータ電
圧修正信号を電源装置１２へ出力し、モータ１１の電圧
が変更されることとなる。

なお、右行圧延が終了すると左行き圧延が行われるが、
このときはリール５のモータ２１について設定されてい
る電流目標値を図示−しない偏差演算装置に取り込み、
また図示しないゲイン調整装置からの出力をリールモー
タ電流制御装置２４へ入力し、その出力を電源装置２２
へ入力し、モータ２１を制御する。

また、右行圧延、左行圧延においては被圧延材２の入側
に配したリールモータについてのみでなく、出側のリー
ルモータについても同時的に制御を施してもよいことは
勿論である。

第２図（イ）、（ロ）、（ハ）は本発明方法で得た最終
バス後の板材と従来方法で得た同じく最終パス後の板材
（いずれも仕上板厚０．１８ｍｍ）との比較試験結果を
示すグラフである。グラフはいずれも横軸に圧延方向の
板長を、また縦軸には板厚（μ１１１）をとって示しで
ある。

第２図（イ）は本発明方法で簿た板材についての結果を
示し、第２図（ロ）及び（ハ）はいずれも本発明の方法
を適用しない通常のリール電流制御方法によって得た結
果を示す。第２図（ハ）は前述した約１０％のコイルが
異常板厚変動を示した時の記録であり、（ロ）は残り９
０％のコイルの記録である。

このグラフから明らかな如く旧来の方法に依った場合は
±１０μ鋼から±５μ−程度の板厚のばらつきがあるが
、本発明方法に依り得た板材の板厚のばらつきは、略±
３μ−程度に留まっており、板厚精度が大幅に向上して
いることが解る。

〔効果〕

以上の如く本発明方法にあっては、圧延速度の変化を抑
制すべく圧延速度とリールモータの電圧又は逆起電圧と
を比例関係に維持すべくその差を一解消するようリール
モータ電流の目標値を変更することとしているから、薄
い被圧延材であって、張力変化に対する板厚の変化が敏
感な場合にも板厚のばらつきを大幅に低減出来るなど本
発明は優・れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態を示す模式図、第２図（
イ）、（ロ）、（ハ）は本発明方法と従来方法との比較
試験結果を示すグラフである。 １・・・圧延機　２・・・被圧延材　３・・・ミルモー
タ４．５・・・リール　１１．２１　・・・リールモー
タ１２．２２・・・電源装置　１３．２３・・・電機子
電流検出装置１４．２４・・・リールモータ電流制御装
置３１・・・偏差演算装置　３２・・・ゲイン調整装置
　３３・・・回転数検出値ｆｉＦ　　３４・・・板厚制
御装置　３５・・・油圧圧下装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧延機の前、又は後に配設され、圧延機との間で被
   圧延材の張力を調節するリール用のモータの電流を目標
   値に一致させるべく電圧を調節する過程において、リー
   ルモータの電圧、又は逆起電圧と前記圧延機の圧延速度
   を比較し、両者の差に相応してリールモータの電流の目
   標値を変更することを特徴とする圧延機のリールモータ
   制御方法。